说到抗干扰不得不说跳频。跳频技术 (Frequency-Hopping Spread Spectrum;FHSS),是指用伪随机码序列进行频移键控,使载波频率不断跳变而扩展频谱的一种方法。
跳频通信其实是一种扩频方式。扩频的抗干扰的原理是利用函数的相关性。将原始信号进行扩展,使原始信号的带宽变宽。在接收端利用相关性将信号还原,由于噪声没有规律和相关性,根据相关函数的特性,信号得到还原,噪声展宽,从而实现信号的抗干扰性。
扩频通信遵循香农定理。C=W*log2(1+S/N) C是信道容量,W是带宽S/N是信噪比。在信道容量恒定的情况下。S/N越大,W越小。W越大,S/N越小。
从香农定理的角度来理解扩频就是:当传输速率一定时,加大信号带宽,可以降低对信噪比的要求。当带宽加大到一定程度,甚至允许信号功率淹没在噪声之下。
因此,在一定的发射功率下,扩频信息分布在很宽的频带内,有用的信号功率密度很低,在强噪声背景或信号被噪声淹没时,也能够可靠通信,具有极强的抗干扰性能。
1.DSSS
发送端直接采用高码率的扩频码序列去扩展信号频谱,接收端通过同样的扩频码序列还原信号。直接序列扩频将信号扩展成很宽的频带,其功率频谱密度比噪声还要低,使信号能隐蔽在噪声中,提高信号保密性。在接收端则对噪声信号进行非相关处理,使干扰电平显著下降而被抑制。直接序列扩频通信系统是目前应用最为广泛的系统,典型应用有CDMA、WLAN。
DSSS从概念上说就是扩频的基本原理,将原始信号展宽,利用相关性还原原始信号,同时展宽其他不相干的干扰。
2.FHSS
用伪随机码序列进行频移键控,使载波频率不断跳变而扩展频谱。跳频扩频将整个频谱分割为更小的窄带频谱。发送方和接收方在每个窄带信道上工作一段时间,然后转移到另一个信道。 跳频技术的基本原理是在通信的不同时间片或数据包中,发送端和接收端按照事先约定好的序列,频繁地切换使用不同的频率进行通信。这种频率切换可以是随机的、伪随机的或按照特定的算法进行。
FHSS从概念上来说是将信号包拆解分成若干个数据包,被拆解的数据包被分散到工作的信道上,在接收端将数据包组合。
FHSS和DSSS从基本概念上来说就是,DSSS是直接将数据包扩展。FHSS看上去分散在不同的信道,但是信道遵循伪随机序列,接收端根据伪随机序列同样可以解调。
1.根本原理相同,都能实现对噪声、多径这种突发脉冲的抗干扰。
区别
频率利用率:FHSS在给定频段内的不同频率之间快速切换,使其能够抵御干扰和窃 听。另一方面,DSSS 一次使用单个频段,但将信号传播到更宽的范围内以降低干扰风险。
信号安全和干扰:FHSS由于其频率的变化而提供了增强的安全性,使其难以拦截或干扰。抗干扰能力更强。从拦截的角度来看,DSSS的安全性较低,但在处理干扰方面更好,因为扩频码有助于区分信号和噪声。
数据传输速率:由于开关频率所花费的时间,FHSS 通常具有较低的数据传输速率。DSSS可以实现更高的数据速率,因为它连续使用整个频段。